基于CDN 网络流媒体系统服务器部署策略

曹杰 北京恒峰国脉科技发展有限公司

引言

CDN 的核心思想是将内容从中心推到边缘靠近用户的地方，一方面提升了用户访问内容的性能，另一方面也可以降低骨干网络存在的压力，将单一中心结构转变为分布式结构。按照这一分析内容，我们可以将CDN 的概念进行融合，实现流媒体服务器在数量较少的情况下，如何实现优化部署提升服务质量。

1 流媒体的系统构成与CDN

1.1 流媒体

一般情况下流媒体系统的组成包括几个部分：

首先是编码工具，用户对所有多媒体数据进行创建和编辑，将其转变流媒体格式；

流媒体数据；

存储和控制流媒体数据的服务器；

适合多媒体传输协议的网络。

以上部分是服务器端和客户端所需要的内容，不同的流媒体和不同的技术方案在某些方面会产生差异。但无论系统是哪一种，其基本原理相同，就是通过高效的压缩算法，在降低文件大小的同时减少质量的损失，按照流媒体的格式要求来执行技术解决方案。

1.2 CDN 系统构成

现代互联网络技术与多媒体技术的快速发展下，带宽虽然有所增加，但Web 服务器的负荷也随之提升，网络访问的距离过长，网络负载在短时间迅速增加，用户的访问质量受限，也让传统的缓存技术对于某些交互性较强的文件并不支持，需要通过一种新的传输结构来解决类似的问题。如果用户和网站之间的数据链路被大流量数据所堵塞时，就需要解决访问质量。内容分发网络（CDN）的应用提供了一种传送内容的新型体系结构，用户的请求可以在本地进行，构成节点服务器群虚拟网络，一方面实现了用户对网站流量的控制，另一方面从技术上解决了用户访问量过大与网络响应速度的问题。因此，与现有的内容分发模式向比较，CDN 更加强调网络在内容分发方面的重要性，根据内容对象的不同来区分服务质量。整体来看，在网络拓扑结构上CDN 更加接近我们所需要的内容，响应速度加快，支持对于不同类型内容的管理，以集中管理的方式来降低管理成本。

2 系统服务器部署所涉及到的关键技术

2.1 内容路由技术

内容路由技术是通过将用户的请求导向整个CDN 网络中的最佳节点过程，从确定最佳节点位置后也可以确定多种策略，而均衡负载系统则是整个CDN 的核心，负载均衡的准确程度和效率直接决定了CDN 的效率与性能。CDN 的功能组件之一就是重定向服务，并且靠动态路由在全局范围内确保用户的Web 请求可以被志向距离其最近的高速缓存服务器，实现在不同性能下的服务器之间任务分配。一方面性能较差的服务器不会成为整个系统的负担，另一方面性能较高的服务器资源可以得到充分利用，加快了Web 服务器的访问速度。一般来说在一个流媒体系统中不同的CDN 节点都有不同的缓存服务器来提升节点的处理能力，例如部分缓存服务器用于提供HTTP服务器，有的缓存服务器则被用来提供FTP 服务，有的缓存服务器用于提供流媒体服务等。如何有效地按照不同服务器的处理能力来动态地实现资源分配，也成为了解决服务器访问速度的核心内容。负载均衡技术可以在性能不同的服务器之间展开任务分配。

实际上对于一个CDN网络来说，全局负载均衡并非是必需内容，但对于大型网络而言，全局负载均衡就可以对用户的请求展开定向，减轻本地负载均衡所产生的负担问题。通常本地负载均衡局限在一个区域范围之内，在特定的范围下寻找一个更加合适的节点来提供服务，其节点的健康程度、负载情况与支持的媒体格式都可以成为决策过程中的参考标准。

2.2 内容分发技术

内容分发技术代表内容从初始服务器中选择一定的策略将其传输至缓存服务器内容当中。作为一种主动分发的技术，内容从初始流媒体服务器传输至缓存服务器当中，并借助管理系统将一些较为热点的内容以不同方式来实现有针对性的内容供应。在这项部署环节中，我们需要深入分析在什么时间分发什么内容，或是通过智能分发的方式来实现用户访问内容难度规划，确定流媒体内容的最终设置方案。不同的实现方案有何不同的特征，用于满足不同情况下的业务需求。对于业务需要较强管理能力的场合，可以考虑借助本地内容管理来针对某个CDN 进行，提升内容服务的效率和节点的存储利用率。当然，本地内容管理还可以有效地实现CDN 节点内容的共享，以内容感知的调度来提升存储空间的利用率。在本地内容的部署实践中，内容索引、内容拷贝与内容信息收集是主要的技术要求，将多个节点内的服务器设备能力进行整合，增加CDN 的可扩展性与综合能力。

3 系统服务器部署设计

管理员需要借助策略管理平台来执行不同的路测，并借助信息库来存储执行过程中的具体信息，例如负载信息、阈值等。策略的决策点应该负责逻辑实体，并对策略展开解释，决定哪些策略应该被策略执行点执行，哪些执行点是采取动作执行策略的逻辑实体。模型系统采用的是集中化管理模式，解决流媒体资源的合理利用问题，保障系统负荷平衡的同时将增加的负荷平分至不同的服务器之上，这样一来CDN 系统内就包括内容分发模块、代理模块与内容管理平台。

内容分发模块可以从信息库中获取用户的访问记录，再从策略库中读取分发策略，由内容分发的执行模块在流媒体服务器之间展开各项操作，让流媒体资源可以尽量合理分布，也可以由管理员根据实际的情况进行手动流媒体内容的调整。

代理模块在用户的请求到达后执行策略，并将用户的请求分配至距离用户最近的流媒体服务器之上，从而对各个边缘服务器负载信息进行采集。

内容管理平台则主要是面向管理员开展，便于管理员对整个CDN系统进行便利管理，具有分发管理、策略管理和事物管理的功能。

在理论上，经过CDN 处理后，就可以获取热门时间段的流媒体服务器性能，建立在某个时间段之上，分析数据结果来获取系统的性能改进模式，而流媒体服务器本身的性能也能稳定提升，让用户享受到更加出色的服务。

4 结语

基于CDN 网络整体结构下的关键技术研究，可以让我们提出适用于流媒体系统的服务器部署策略，让系统具有灵活的内容分发功能。在后续的技术研究当中，还应该建立更大规模的基础模型，在内容管理方面进行拓展，在实际应用环节得到改进和完善。例如，如果我们能够得到流媒体服务器的文件管理包，也能在分发文件时直接获取文件路径，不再依靠FTP 传输系统来进行管理操作等。